用於金屬燒結體的材料板，製作該板的方法及製造金屬燒結體的方法
2023-04-23 21:59:21 2
專利名稱:用於金屬燒結體的材料板，製作該板的方法及製造金屬燒結體的方法
本發明涉及用以製作金屬燒結體的一種材料板，製作該材料板的方法以及製造金屬燒結體的方法。
過去製造金屬燒結體時已經提出一種成形方法，它包括使用增塑材料-由具有燒結性能的金屬粉和塑性粘結劑揉製成-將增塑材料成形為預先確定的形狀;使成形體中的塑性粘結劑熱分解並燒結金屬粉末。
上述方法中，除非金屬粉末燒結時採用某些支撐方法，燒結體會因膨脹而導致尺寸變化。燒結前後可能產生約4%的偏差。作為有燒結性能的金屬粉有一種自溶合金粉末，例如Ni-B-Si系的Ni自溶合金粉。然而，該合金的固相線是1010～1020℃，液相線是1075到1085℃。當燒結是在低於固相線的溫度區進行時，保持形狀的性能是好的，但燒結強度低，反之當燒結在高於液相線溫度區進行時，全部粉末熔化並流動其結果是形狀維持性能惡化。
於以上所述，燒結是在介於固相線和液相線間的適當溫度下進行，比如在1050℃附近的某一溫度進行。
然而，對於在此溫度進行燒結的情況，燒結體由於收縮而出現尺寸的變化，尺寸精度降低並且燒結強度不高。
另外，還提出了一種方法，此時上述增塑材料成形為板以製作一種材料板，用該板以獲得金屬燒結體。然而在此情況下，取決於塑性粘結劑的質量，材料板的疊垛性能惡化，因此出現成形體的層間剝離問題，並產生裂紋。
本發明的一個目的是提供前面所提過的製造方法，它可以獲得前述的金屬燒結體，該燒結體具有好的尺寸精度和高的強度。本發明的另一目的是提供前述的製造方法，該法以簡單的方法控制金屬燒結體的膨脹。本發明的再一個目的是提供所述的材料板及其製造方法，該材料板疊垛及製作性能良好，不產生剝離並且抗裂紋性能良好。
為達到上述目的，根據本發明提供的一個製作金屬燒結體的方法，該方法包括將70～90wt%的自溶合金粉與10～30wt%的高溶點金屬粉混合，該高熔點金屬粉的熔點高於自熔金屬粉，並且，該自熔合金粉易於粘附在其上，這樣獲得一種有燒結性能的金屬粉;將1～10Wt%塑性粘接劑與所述具有燒結性能的金屬粉一起揉制而成的一種材料以獲得具有確定形狀的模壓體;在高於所述自溶合金粉液相線溫度燒結該模壓體。
再者，依照本發明提供了一個製造金屬燒結體的方法，該方法包括以下步驟混合70～90wt%的自溶合金粉和10～30wt%的高熔點金屬粉，高熔點金屬粉比自溶金屬粉有較高的熔點，並且，自溶合金粉易於粘附在其上面，從而獲得具有燒結性能的金屬粉末;使用由1～10wt%塑性粘結劑和上述具有燒結性能的粉末揉製成的材料以獲得具有確定形狀的模壓體;在超過自溶合金粉液相線的溫度，並在模壓體表面用支撐體覆蓋的狀態下燒結該模壓體。
此外，依據本發明提供了一個製造金屬煤結體的方法，該方法包括的步驟為將增塑材料成形為予先確定的形狀以獲得一個模壓體，增塑材料中有燒結性能的金屬粉和塑性粘結劑被揉在一起;用顆粒狀的支撐體覆蓋該模壓體;使該模壓體中的塑性粘結劑承受熱分解並燒結上述金屬粉。
再者，根據本發明提供了一種用於金屬燒結體的材料板，它含有具有燒結性能的金屬粉和塑料粘結劑，塑性粘結劑含有抗裂性能好的熱塑合成樹脂和疊垛性能良好的熱塑合成樹脂。
此外，按照本發明提供了製造用於金屬燒結體的材料板的方法。該方法包括的步驟為將具有燒結性能的金屬粉和由抗裂性能良好的合成樹脂及疊垛性能良好的合成樹脂組成的液態塑性粘結劑揉合在一起以獲得一種增塑材料;加熱並乾燥該增塑材料;在熱塑狀態將該增塑材料成形為板狀。
由於規定量的熔點高於自溶合金粉的高熔點金屬粉與自溶合金粉按上述方法混合，即使自溶合金粉在超過其液相線溫度燒結，該自溶合金的流動也被高熔點金屬粉減弱，藉此可能獲得具有良好的形狀保持及尺寸精度的金屬燒結體。此外，可能獲得一種金屬燒結體，其自溶合金間結合性能良好，而且自溶合金和高熔點金屬粉間的纏繞和粘附良好，因而該燒結體有高的強度。
再者，由於前述規定量的塑性粘結劑和自溶合金與高熔點金屬粉的混合物揉合在一起，甚至成形壓力低時也能獲得保形良好的模壓體。在金屬燒結體與母體金屬連成整體的情況下，有可能容易地進行混合粉與母體金屬的粘附，混合粉的成形及類似工作。
還有，由於從自溶合金粉和高熔點金屬粉的混合物得到的模壓體是在其表面被支撐體復蓋的狀態下燒結的，支撐體控制著金屬燒結體的尺寸變化，進一步改善尺寸精度。
此外，用顆粒狀支撐體圍繞增塑材料模壓體的非常簡單的方法可以控制金屬燒結體因膨脹導致的尺寸變化以獲得尺寸精度好的金屬燒結體。
由於抗裂性能良好及疊垛性能好的兩種熱塑合成樹脂包含在材料板的塑性粘結劑中，由材料板得到的模壓體中不產生層間剝離也沒有裂紋產生。可以獲得這樣的模壓體，它有很好的層間粘合強度和良好的表面質量，也可得到尺寸精度和表面質量好的金屬燒結體。
再者，在材料板製造過程中，有燒結性能的金屬粉和有前述特殊質量的液體塑性粘結劑被揉合一起以獲得增塑材料，然後，增塑材料被加熱和乾燥，藉此均勻地在具有燒結性能的金屬粉上塗敷上少量塑性粘結劑。按上述方法均勻地將塑性粘結劑塗在有燒結性能的金屬粉上使得有可能在後面的板成形工序中得到形狀保持良好的板。使用少量塑性粘結劑也可以獲得空隙小、強度高的金屬燒結體。
增塑材料在熱塑狀態下成型為板以有利於其成形並且可以獲得這樣的材料板，它在常溫下有適宜撓性和抗內撕裂性並且加工性能良好。
上述及其他一些本發明的目的，特點及優點從選擇的一些實施例中可以明顯看出。這些實施例將結合附圖詳細地描述。
圖1至3表示按照本發明的第一個實施例。圖1是一個壓模的剖面圖，圖2示出該壓模的製作步驟。圖3是表示燒結階段溫度與時間關係的曲線圖。
圖4示出本發明中第二個實施例中三個模壓體的燒結過程。
圖5圖示本發明第三個實施例中壓模的製作步驟。
圖6是金屬燒結體顯微照片(400倍)的放大視圖。
圖7是表示燒結溫度與尺寸變化關係的曲線圖。
本發明中使用的有燒結性能的金屬粉中，自溶合金粉包括Ni系，Co系，Fe系及類似者。為了將自溶合金粉的燒結溫度設定在高於該合金液相線以上的溫度以提高金屬燒結體的強度，加入了熔點比自溶合金粉高且自溶合金粉易沉積在其上的高熔點金屬粉末，作為對自溶合金有燒結性能的金屬粉，用高溶點金屬減弱自溶合金的流動以改善形狀維持特性。這種情況下具有高熔點的金屬粉末包括Mo，W，不鏽鋼WC，Fe-Mo(鉬鐵)粉或它們的混合物。
材料板中抗裂性能良好的熱塑合成樹脂包括有四氟乙烯樹脂，聚苯乙烯樹脂，尼龍及類似物質。疊垛性能良好的合成樹脂有丙烯酸樹脂，聚乙烯樹脂，丁二烯醋酸乙烯聚合物及類似物質。
例Ⅰ(材料板的製造)
將80wt%直徑10～60μm的鎳自落合金粉與20ωt%直徑為10～53μm的φMo粉混合用V型攪拌器攪拌30分鐘以獲得混合粉末。
將3wt%合成樹脂粘結劑加入上述混合粉中，在臺式伴揉器中在常溫下揉和5分鐘以獲得增塑材料。這種情況下，合成樹脂粘結劑是乳液態所以有很好的漫流性能。並且在短時間的揉伴中少量的合成樹脂粘結劑可以在混合粉末中均勻的散開。
使用乾燥爐，加熱器等加熱增塑材料至80～120℃以蒸發合成樹脂粘結劑中的水分，使增塑材料乾燥。所獲得的增塑材料呈現出無數被合成樹脂粘合劑粘在一起的團塊，混合粉被均勻地塗上合成樹脂粘結劑。
乾燥後將保持溫度80℃左右處於熱塑性狀態的增塑材料送入軋機，軋輥直徑245mm長21.5mm，在X和Y方向軋數次以形成三種材料板，即厚度為1mm，1.5mm和3mm。按照測試件密度換算，成形壓力為0.5kg/mm2。此情況下如果軋機軋輥加熱到大約80℃，即幾乎與增塑材料的溫度相同，材料板的成形性能會得到改善。
成形後材料板在80℃進行30分鐘熱處理以去除成形期間產生的張力。
這樣獲得的材料板在常溫下有足夠的撓性和撕裂強度。
合成樹脂粘結劑加入混合粉的適合加入量為1～10wt%。如果合成樹脂加入量低於1wt%則板成形不能有效進行，反之加入量高於10wt%則金屬燒結體孔隙增加，不能獲得高強度的金屬燒結體。
在合成樹脂粘結劑中，疊垛性能好的熱塑合成樹脂加入到抗裂性能好的熱塑合成樹脂的適宜量為30～70wt%。如果疊垛性能好的熱塑合成樹脂的量低於30wt%則疊層材料板間產生層間剝離，反之如果其量高於70wt%，當成形體成形時表面出現裂紋。
例2(使用所述材料極製造壓模)
圖1表示用以製造一個箱體的壓模，該模由基材2的鑄鋼件(材質為JISSC46)與工作部分3構成。3由附著在基材2上的金屬燒結體S構成。
如圖2(a所示，基材2的基面2a比模1的工作部分3的外表面低5～20mm(用虛線表示)。基材2是鑄件並且是用過的，帶有鋼錠磷紋的基面2a需經噴砂處理和清理，然後在上面塗上丙烯酸合成樹脂粘合劑。
如圖2(b)所示，三塊材料板4(每塊厚3mm)被疊在一起，粘到基面2a上;材料板4被裝在壓機或類似機器上的塑料模壓制以檢查模M與材料板的嚙合狀態。如果模M與材料板4在許多點上嚙合，板4可進行修整。如果沒有嚙合則材料板4需重新粘接。反覆用模M加壓，並修整粘接材料板4使疊層材料板4的形狀與模M的形狀完全相符。如此壓製成的疊層材料板4具有很好的層間連接強度和表面性能，沒有裂紋產生。這種情況下，模M的壓力為0.2-0.3kg/mm2。
如圖2(c)所示，疊層材料板4和基材2都放在加熱爐5內，加熱到80℃使疊層材料板4增塑。
如圖2(d)所示，一塊厚度3mm的材料板4再疊在並粘合在增塑疊層材料板4上，所得到的層疊材料板4被模M施以0.7kg/mm2壓力模壓成模壓體3a，它和工作部分3具有同樣的形狀。
在此情況下，為了模M與模壓體3a有較好的脫模性能，在模M上塗上滑石粉或者在模M與疊層材料板4中放上一層極薄的薄膜，如聚偏二氯乙烯，聚氯乙烯，聚乙烯樹脂等。
成形工序結束後，基材2和模壓體3a冷卻到常溫，模壓體3a上多餘的部分被去除。
如圖2(e)所示，厚1mm的鋁板6疊放在模壓體3a上，基材2放在容器7內，同時直徑為0.75mm的鋼球(8)被作為支撐材料放入容器7內。鋁板6由鋁粉和與前面所述相類似的合成樹脂粘合劑組成，其作用是阻止無數鋼球(δ)形成的高低不平的粗糙表面轉移到金屬燒結體上以防止金屬燒結體S的表面粗糙度變壞。鋼球8借其重量來控制尺寸變化，也就是Ni自溶合金粉加Mo粉進行燒結時金屬燒結體S的膨脹，以後將加以敘述。
下一步，上述基材2放在真空燒結爐9中以便在圖3所示的加熱一冷卻條件下分解有機物並燒結Ni自溶合金和鉬粉。所用載熱氣體為氮氣或具有高度還原性的氫氣。
(A)第一加熱區(圖3A)該加熱區A是從常溫到650℃，溫升速率為10-20℃/分。在加熱區A水先被蒸發，然後在模壓體3a和鋁板6所合合成樹脂粘結劑中的四氟乙烯和丙烯酸樹脂分解並氣化。合成樹脂在300～400℃氣化但考慮到熱傳導，保溫在600～650℃，90分鐘，以便去掉絕大部分有機物質留下Ni自溶合金-Mo粉。有機物的氣化將對照真空燒結爐(9)內真空度的變化加以敘述。常溫時真空度為1 但在650℃保溫90分鐘時真空度最多降到2。這主要是由於有機物產生的裂化氣所引起。90分鐘後真空度又上升至1乇。這表明裂化氣已從真空燒結爐中排出。
(B)第二加熱區(圖3B)該加熱區B是從900～1000℃，Ni自溶合金-Mo粉在低於Ni自溶合金固相線(1010～1020℃)的溫度保溫30分鐘，例如對於固相燒結過程是950℃，然後該粉末被暫時燒結起來。溫度從第一加熱區A上升的速率為10～20℃/分。在真空燒結爐9內，Ni自溶合金-Mo粉被加熱升溫是從表面開始的，所以需要經過預先確定的時間加熱直到全部粉末達到均勻的溫度。如果急劇加熱到燒結溫度1000～1200℃，Ni自溶合金-Mo粉的表層部分與接觸基體表面2a的部分會產生溫差，這不僅增加孔隙的不規則性，不能得到均勻的金屬燒結體而且導致缺陷，比如燒結後開裂。
在第二加熱區B中，未裂化的有機物完全氣化並被去除。由於上述氣化等原因真空燒結爐9內的真空度暫時下降至4乇。但30分鐘後又回升到1乇。
(C)第三加熱區(圖3C)該加熱區C是在剛低於Ni自溶合金固相線(1010至1020℃)到超過液相線(1075～1085℃)的溫度範圍內，即從1000～1200℃。Ni自溶合金和Mo的臨時燒結體後1100～1180℃高於液相線靜熱水平上保持120分鐘。對於使Ni自溶合金溶化以形成金屬燒結體的液相燒結過程最好選1160℃。這種情況下Ni自溶合金的流動由於Mo的存在而減弱，因此可獲得良好的形狀保持性能。溫度從第二溫度區B上升的速率是15～20℃/分。由於Ni自溶合金-Mo的臨時燒結體在第二加熱區B已經被加熱到高溫，所以溫度升到第三加熱區C的時間是短的。如果在第三加熱區C仃留的時間不夠則燒結不能完善進行，在金屬燒結體S中造成缺陷。
燒結溫度選擇為1160℃的原因是當燒結溫度為1200℃左右時，燒結體S的尺寸變化增大;爐溫不易控制;此外爐溫不均勻。1160℃是適合的，可以消除這些不便利的條件。
(D)冷卻區(圖3D)該冷卻區分成第一冷卻區(從上述燒結溫度至800℃左右)，第二冷卻區D2(從800℃至400℃左右)，第三冷卻區D3(從400℃左右至常溫)。
第一冷卻區D1是在金屬燒結體S高溫下的一個穩定區。在冷卻區D1中儘可能避免熱激勵，在此同時考慮到冷卻效率，故冷卻速度低，比如最大為2℃/分鐘。如果在冷卻區D1很快冷卻，常常在金屬燒結體S中產生裂紋。
在第二冷卻區D2，冷卻速度較慢，最大為3℃/分鐘，以吸收基材2的線膨脹和轉變過程中的尺寸變化。這種情況下金屬燒結體S的線收縮是14.6×10-6但還有孔隙引起的基材2的收縮。在冷卻區D2快速冷卻時常在金屬燒結體S中產生裂紋。
在第三冷卻區D3內，金屬燒結體S和基體材料2被冷至常溫，是氣冷(包括空氣冷卻)而不是使用水，油…等液體冷卻。
藉助上述加熱-冷卻過程可以得到圖1所示的模1，其模壓工作區3是由Ni自溶合金-Mo形成的金屬燒結體S成形而製得。
上述燒結體S對基材2有很好的附著性能，沒有裂紋之類缺陷產生。使用3三維測量機在X和Y方向每間隔50毫米測量外形尺寸以便和模M相比較。假設模1縱長尺寸為300毫米，橫向尺寸為250毫米而高為180毫米。發現有三處最大膨脹5毫米，其他地方膨脹0～0.3毫米，顯示出良好的尺寸精度。由於氧化鋁板6能用來防止鋼球8粗糙的表面轉移到模壓的疊層材料上，燒結體S獲得好的表面粗糙度。
當然通過上述過程得到的模1經簡單的修整後能直接用於壓力加工。
上述氧化鋁板6用下述步驟製造。
將8wt%類似於用以製造前述材料板的合成樹脂粘結劑8加入直徑為2～50μm的氧化鋁粉中，二者用臺式拌揉器在常溫下揉和5分鐘，拌和材料中加入了3wt%水。
所得增塑材料用加熱器加熱到120℃，仃留60分鐘，合成粘結劑中的水被蒸發使增塑材料乾燥。
乾燥後，加熱保持在80℃左右，用軋機使處於熱塑狀態的增塑材料成形以製造1毫米厚的氧化鋁板6，所用成型過程及軋機與生產前述材料板者相同。上述過程中如軋機軋輥加熱到與增塑材料差不多的溫度(約80℃)，板的成形可以容易地完成。
成形後氧化鋁板6在80℃，30分鐘熱處理以消除成形中產生的張力。
例3、(用所述材料板製造滑動件)尺寸為長寬各100mm，厚1.5mm的冷軋鋼板經除油處理後，將兩塊厚3mm的前述材料板用丙烯酸膠粘劑粘在該鋼板上，材料板表面被加工光滑以獲得一個板狀的模壓體。
所獲得的模壓體放在真空燒結爐中進行有機物的分解和Ni自溶合金粉與Mo粉的燒結，其加熱-冷卻條件與圖3所示相似，燒結時間為30分鐘。
經上述步驟得到的由鋼板和金屬燒結體構成的疊層體被鑽了許多孔以製作用以輕負荷的滑動件，金屬燒結體作為滑動面。
該滑動件由金屬燒結體構成的滑動面表面粗糙度良好，具有優良的滑動性能，同時金屬燒結體很好地粘附在鋼板上所以不產生層間剝離。此情況下為了改善金屬燒結體的潤滑性能最好將潤滑合成樹脂如四氟乙烯浸入燒結體中，在其中硬化;或者將固體潤滑劑如WS2，M0S2等混入材料板。
為了增加上述滑動件金屬燒結體厚度，可將3mm厚的材料板用丙烯酸樹脂粘結劑粘到燒結體上，其表面精加工平整，此後其燒結過程與前述雙層結構的金屬燒結體滑動件相似。
該滑動件中兩個燒結體粘附良好，在使用中不發生層間剝離。
例4(用所述材料板製造燒結體)上面所說的材料板被用來模製柱狀模壓體101～103，直徑20mm，長20mm，壓力1kg/mm2，它們要進行燒結。
燒結過程中，對模壓體1O1來說它被放入容器11，如圖4(a1)所示，而模壓體101被做為粒狀支撐體的鋼球12所環繞，球直徑為0.5-Imm，線膨脹為11×10-6/℃。容器11被放在真空燒結爐9內。
對於模壓體102，則如圖4(a2)所示那樣放入容器11，模壓體102被No.5號矽砂13所圍繞，砂作為粒狀支撐體，其膨脹為4×10-6/℃，容器被放在真空燒結爐9內。
對於模壓體103，它是放入真空燒結爐中而不用支撐材料，如圖4(a3)所示。
有機物的分解和金屬粉的燒結按圖3所示加熱-冷卻條件進行。在圖4(a1)和(a2)的情況下，由於作為支撐材料的鋼球12和矽砂13是顆粒狀的，合成樹脂5分解形成的氣體從支撐體通過鋼球和矽砂間無數連續的孔洞而逸散。最好燒結溫度為1，120℃。
相對於燒結過程前後，對由上述步驟製得的三個燒結體測量了延伸率，其結果列入表Ⅰ。表中燒結體S1到S3各相應於模壓體101至103。
表 Ⅰ
從表Ⅰ可明顯看出，燒結模壓體101至103時，使用支撐體12和13所獲得的燒結體S1和S2因在燒結期間受到支撐體12和13的壓力而膨脹受到限制。因而與未使用支撐體所得到的燒結體S3相比其延伸率大大降低。
例5(用於所述材料板製造壓模)如圖5(a)所示，用於箱體的基材2是類似 前面例2的鑄鋼鑄件(材料JISSC46)。由於基材又是鑄件並且用過的，有磷皮的基面2a在清理後塗上一層丙烯酸粘膠。
如圖5(b)所示前述材料板4疊垛並粘附在其面2a上，用模m以0.5kg/mm2壓力壓製成模壓體3a〔見圖5(c)〕，它具有與工作部分3相同的形狀。
如圖5(c)所示，基材又被置入容器7放入真空燒結爐9內，在圖3的加熱-冷卻條件下，使模壓體3a內的有機物分解並燒結Ni自溶合金-鉬粉。
如圖5(d)所示，經過上述步驟得到模1，其工作部分3包括有位於基體材料2的基面2a上的Ni自溶合金-M0燒結體S4。使用三維測量機對模1工作部分3上沿厚度方向測量了X到Z各部位前後的延伸率，由此可明顯看出，在部位X延伸率為0.2mm;部位Y延伸率是0.5mm;而在部位Z，延伸率為0.9，金屬燒結體S4的尺寸變化大大受到支撐體12的制約。
能夠使用的支撐體包括上述鋼球，矽砂此外還有球形氧化鋁，球形陶瓷等等。如果需要的話，鋼球等可用無機粘合劑如水玻璃部分地粘在一起使支撐體吻合模壓體的形狀。圖5(b)所示步驟中，模壓體3a的成形不僅限於使用模M的情況，也可使材料板4呈半硬化狀態然後進行打磨。
例6、80wt%直徑10～60μm的Ni自溶合金粉與20%wt%的直徑10～53μm的鉬粉混合成混合粉。
合成樹脂粘結劑的配製是將四氟乙烯乳劑與丙烯酸乳劑按1∶1比例混合。這種合成樹脂粘結劑按1.5wt%的量加到上述混合粉中，很好地揉拌以得到增塑材料。該增塑材料放入模內在0.5kg/mm壓力下成型，得到直徑20mm長20mm的園柱模壓體。
該模壓體放入真空燒結爐進行有機物的分解和金屬粉的燒結，加熱-冷卻條件如圖3。這時燒結溫度是1120℃，它高於鎳自溶合金粉的液相線。燒結時間是20分鐘。藉此從上述成形過程中可得到金屬燒結體。
作為對照例Ⅰ，使用了含91wt%的上述Ni自溶合金粉和9wt%上述M0粉及1.5wt%上述合成樹脂粘結劑來壓制園柱模壓體，該模壓體尺寸與前述金屬燒結體相同，燒結條件與前述相同。再者，作為對照例2，使用含69wt%所述Ni自溶合金粉和31wt%所述M0粉的混合粉及1.5wt%所述合成樹脂粘結劑來壓制園柱模壓體，其尺寸與前面所述金屬燒結體相同，燒結條件如前所述。
保形性能，尺寸變化及燒結強度比照前述燒結體進行了檢查，其結果列入表Ⅱ。
從表Ⅱ明顯看出，按本發明所獲之金屬燒結體只顯示微量的膨脹並且尺寸精度及保形性能均良好。
圖6是按本發明製得的金屬燒結體光學顯微組織照片(400倍)的放大視面。圖中標註字母m表示M0而n表示Ni自溶合金。從圖6明顯看出Ni自溶合金本身相互間的聯接性能及M0與Ni自溶合金間的圍繞和粘附性能都是好的。因此金屬燒結體的強度高，例如獲得了4kg/mm2的壓縮強度。
為了提高金屬燒結體的壓縮強度合成樹脂如環氧樹脂可真空浸漬到燒結體的孔洞中，然後被硬化。進行這種工藝是為了保證7kg/mm2的壓縮強度。對於要求壓縮強度高於上述值的情況可將低熔點金屬如Cu，熔化然後浸入金屬燒結體。
例7、將1.5wt%前述合成樹脂粘結劑加入80wt%Ni自溶合金粉，20wt%鉬粉的混合粉中，製造多個直徑20mm，長度為20mm的園柱體，它們的成分、形狀和尺寸與例V1相同。
其中某些模壓體的表面是用難熔材料殼形成的，難熔材料有細小的連續孔，作為支撐體。殼體的製作是將模壓體浸入高度粘滯的漿液中自然乾燥所得到的黏膜。然後在100℃熱乾燥1小時。漿液的獲得是將氧化鋁粉作為無機粘結劑加入到作為難熔材料的氧化鋯矽酸鹽的水懸濁液中。
為了比較，製作了一個同樣形狀和尺寸但只含有Ni自溶合金粉作為金屬粉的模壓體。
圖7表示該模壓體燒結時的燒結溫度和金屬燒結體的尺寸變化。線a1相應於金屬燒結體含有Ni自溶合金和M0而無外殼的情況，線a2係指金屬燒結體成分與線a1代表者相似而有外殼的情況，線b的情況是金屬燒結體只含有Ni自溶合金。
在圖中，在斜線指明的1100～1180℃燒結溫度區，Ni自溶合金之間的連接性能以及該合金與M0之間的纏繞和粘附性能都是好的，而在該溫度區內，對線a1代表的無殼金屬燒結體其尺寸變化限制在+1～+3%，(膨脹)內，對線a2情況下帶殼金屬燒結體則為+0.5%或更小(膨脹)。金屬燒結體尺寸變化如上所述受到殼的約束的原因是，按本發明製得的金屬燒結體有膨脹傾向而該膨脹被殼的支撐效應所削弱。
另一方面，對線b的金屬燒結體只含有Ni自溶合金的情況，顯而易見，如果燒結在1040℃進行-如舊工藝那樣是在固相線和液相線之間-則由於收縮引起的尺寸變化被顯示出來。
對於本發明用於製作壓模的情況，用前面例6方法得到的增塑材料被粘附在基體材料像鑄鐵，鑄鋼，合金鋼諸如此類材料上，該增塑材料再被模壓成予定的形狀，此後進行烘烤。
此情況下，由於增塑材料的加工性能良好，其粘接及成形工藝可以很容易完成。
同時，在上述例子中，合成樹脂粘結劑被加入到自溶合金粉與高溶點金屬粉構成的混合粉中，應該指出，甚至不加合成樹脂粘結劑，仍可獲得模壓體-即壓制的粉末體。
權利要求
1.一種製造金屬燒結體的方法特徵是該方法包括以下步驟混合70～90wt%自溶合金粉和10～30wt%的高溶點金屬粉，後者的溶點比所述自溶合金粉的熔點高，而所述自溶合金粉易於粘附在高溶點金屬粉上，以便獲得有燒結性能的金屬粉末；使用一種材料，其中1～10wt%的塑性粘結劑與上述具有燒結性能的金屬粉揉拌在一起以便獲得具有予定形狀的模壓體；在超過該自溶合金粉液相線的溫度中燒結所述模壓體。
2.一種按權項1所述的製造金屬模壓體的方法，特徵在於所述自溶合金粉是Ni自溶金屬粉，Fe自溶金屬粉和C0自溶合金粉中的任一種。
3.一種按權項1或2所述的製造金屬燒結體的方法，特徵在於所述高溶點金屬粉是M0，W、不鏽鋼、WC、Fe-M0(鉬鐵)中的一種。
4.一種按照權項1或2所述的製造金屬燒結體的方法，特徵是所述高熔點金屬粉是由兩種以上從M0、W、不鏽鋼、WC和Fe-M0(鉬鐵)中選出的金屬粉的混合物。
5.一種按權項1或2所述的製造金屬燒結體的方法，其中所述合成樹脂粘結劑是四氟樹脂乳劑與丙烯酸樹脂乳劑的混合物。
6.一種製造金屬燒結體的方法，其特徵在於該方法包括如下步驟將70-90wt%的自熔合金粉與10～30wt%的高熔點金屬粉混合，高熔點金屬粉比所述自溶合金粉熔點高而無後者易於粘附在其上，形成有燒結性能的金屬粉;使用一種材料，其中1-10wt%的塑性粘接劑與上述有燒結性能的金屬粉揉拌在一起以便獲得具有予定形狀的模壓體，在超過所述自溶合金粉液相線的溫度燒結該模壓體，此時所述模壓體的表面用支撐體復蓋。
7.一種按權項6所述的製造金屬燒結體的方法特徵在於其中所述自溶合金粉是Ni自溶合金粉，Fe自溶合金粉和C0自溶合金粉中一種。
8.一種按權項6或7所述製造金屬燒結體的方法特徵是其中所述高熔點金屬粉是M0，W、不鏽鋼、WC、Fe-M0(鐵鉬中的一種。
9.一種按權項6或7所述的製造金屬燒結體的方法，其特徵是其中所述高熔點金屬粉是兩種以上選自M0，W，不鏽鋼、WC和Fe-M0(鉬鐵)的粉末的混合物。
10.一種按權項6或7所述的製造金屬燒結體的方法，其特徵是其中所述合成樹脂粘結劑是四氟樹脂乳劑與丙烯酸樹脂乳劑的混合物。
11.一種按權項6或7所述的製造金屬燒結體的方法，特徵是其中所述支撐體是鋼球、矽砂、球形氧化鋁和球形陶瓷中的一種。
12.一種按權項11所述的製造金屬燒結體的方法、特徵是其中氧化鋁板置於所述模壓體與支撐體之間。
13.一種按權項6或7所述的製造金屬燒結體的方法，特徵是其中所述支撐體是一個由難熔材料做成的外殼。
14.一種按權項13所述的製造金屬燒結體的方法，特徵是其中所述支撐體是由高粘滯性漿液形成的，該漿液是將無機粘結劑的氧化鋁粉加入作為難溶材料的氧化鋯矽酸鹽的水濁液而製成。
15.一種製造金屬燒結體的方法、其特徵是該方法包括如下步驟將70-90wt%的自溶合金粉與10～30wt%的高熔點金屬粉混合，高熔點金屬粉比所述自溶合金粉有較高的熔點而自熔合金粉易於粘附在其上，得到具有燒結性能的金屬粉;使用所述具有燒結性能的金屬粉以得到具有予定形狀的模壓體;在超過所述自溶合金粉液相線的溫度燒結該模壓體。
16.一種製造金屬燒結體的方法，其特徵是該法包括如下步驟模壓增塑材料成予定形狀以便得到一個模壓體，增塑材料由具有燒結性能的金屬粉與塑性粘結劑揉拌而成;用顆粒狀支撐體圍繞該模壓體;使該模壓體中的塑性粘結劑熱分解，燒結所述金屬粉。
17.按權項16所述的製造金屬燒結體的方法，其特徵是其中所述粒狀支撐包括鐵球矽砂，球形氧化鋁和球形陶瓷中的一種。
18.按權項16或17所述的製造金屬燒結的方法，其特徵是其中氧化鋁板置於所述模壓體與所述粒狀支撐體之間。
19.一種用於金屬燒結體的材料板，其特徵是它由具有燒結性能的金屬粉和塑性粘結劑組成，塑性粘結劑含有抗裂性能好的熱塑合成樹脂和疊垛性能好的熱塑樹脂。
20.按權項19所述的製造的用於金屬燒結體的材料板，其特徵是所述塑性粘結劑中相對於抗裂性好的熱塑合成樹脂，堆垛性好的合成樹脂佔30-70wt%。
21.按權項19或20所述的用於金屬燒結體的材料板，特徵是其中所述塑性粘結劑按1-10wt%的量加入到所述有燒結性能的金屬粉中。
22.按權項19或20所述的用於金屬燒結體的材料板，特徵是其中所述有燒結性能的金屬粉為70-90wt%自溶合金粉與10～30wt%高熔點金屬粉的混合物，高溶點金屬的熔點高於自溶金屬粉而自溶金屬粉易於粘附在其上。
23.按權項22所述的用於金屬燒結體的材料板，特徵是其中所述自溶合金粉是Ni自溶合金粉，Fe自溶合金粉和C0自溶合金粉中的一種。
24.按權項22所述的用於金屬燒結體材料板特徵是其中所述高溶點金屬粉是M0，W不鏽鋼，WC、及Fe-M0(鉬鐵)中的一種。
25.按權項22所述的用於金屬燒結體的材料板、特徵是其中所述高熔點金屬粉是兩種以上選自M0，W、不鏽鋼、WC和Fe-M0(鉬鐵)的粉末混合物。
26.按權項19或20所述的用於金屬燒結體的材料板，特徵是、其中所述抗裂性好的熱塑合成樹脂是四氟乙烯樹脂，聚苯乙烯樹脂和尼龍中的一種。
27.按權項19或20所述用於金屬燒結體的材料板，特徵是其中所述疊垛性能好的熱塑樹脂是丙烯酸樹脂，聚乙烯樹脂和丁二烯醋酸乙烯共聚物中的一種。
28.按權項19或20所述的用於金屬燒結體中的材料板，特徵是其中所述塑性粘結劑是四氟乙烯樹脂乳劑和丙烯酸樹脂乳劑按1∶1比例的混合物。
29.一種製造用於金屬燒結體的材料板的方法，其特徵在於該方法包括如下步驟揉拌具有燒結性能的金屬粉和含有抗裂性能好的熱塑合成樹脂及疊垛性好的熱塑合成樹脂的液態塑性粘結劑以便獲得增塑材料，加熱並乾燥該增塑材料;在熱塑狀態下使增塑材料成形為板。
30.按權項29所述的製造金屬燒結體用的材料板的一種方法，其特徵是其中所述塑性粘結劑中相對於抗裂性好的熱塑合成樹脂，疊垛性好的熱塑合成樹脂與30～70wt%。
31.按權項29或30所述的製造金屬燒結體用的材料板的方法，特徵是其中所述塑性粘結劑按1-10wt%的量加入所述具燒結性能的金屬粉。
專利摘要
這裡所披露的金屬燒結體製造方法的特點是使用了如下步驟混合70～90wt％的自溶合金粉和10～30wt％的高熔點金屬粉，高熔點金屬粉具有比自溶合金粉為高的熔點，而自溶合金粉易於粘附在其上以便獲得具有燒結性能的金屬粉末；使用一種材料，其中1～10wt％的塑性粘結劑與具燒結性能的金屬粉揉和以獲得具有預定形狀的模壓體；在超過自溶合金粉液相線的溫度燒結模壓體。
文檔編號B22F3/18GK85104670SQ85104670
公開日1986年12月24日 申請日期1985年6月18日
發明者吉林修, 佐佐木浩, 金子敏機, 池田英明, 山村佳久 申請人:本田技研工業株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan